[发明专利]一种单晶高温合金精铸件的化铣方法

说明书

技术领域

本发明属于高温合金技术领域，具体涉及一种单晶高温合金精铸件的化铣方法。

背景技术

为了满足航空发动机日益提高的推重比和节能环保的要求，发动机中最主要的承温部件高温合金从多晶发展出定向合金及单晶合金。单晶合金由于去除了高温下弱化的晶界，性能得到大幅提高。为了获得更优的性能，单晶高温合金经历了从第一代的无Re合金到第二代的含3%Re合金，发展至第三代含6%Re的合金及最新发展的第四代在高Re基础上加入Ru的合金。Re的加入明显增加了高温合金的高温性能。但在单晶制备过程中，再结晶等晶粒缺陷将导致性能的显著降低。

通过化铣，可以大幅减少表层的残余应力，减少再结晶的发生。经过专利文献检索，未发现有镍基单晶高温合金叶片化铣方法的相关专利技术。但专利CN101696501中提出了一种叶片精锻化铣的方法，采用55-75/L的盐酸、100-135/L的硝酸和400-500/L的三氯化铁水溶液，这种腐蚀剂也可进行第一代单晶高温合金的化铣。但不能采用该方法对含Re合金铸件进行化铣。

发明内容

本发明的目的是提供一种单晶高温合金精铸件的化铣方法，该化铣方法主要应用于去除铸造工艺中在铸件表层的局部应力集中，可有效减少后续热处理过程中再结晶缺陷。

本发明提供了一种单晶高温合金精铸件的化铣方法，该方法主要步骤如下：

（1）清理精铸件表面杂质；

（2）将腐蚀液和精铸件放入腐蚀槽中，同时放入已知厚度的测试试片，使精铸件和试片均浸入腐蚀液中，并在腐蚀槽外用水浴或恒温炉加热，使腐蚀液温度在20-60℃，腐蚀90-200min后，可见明显的腐蚀产物脱落；

（3）将精铸件和试片从腐蚀槽中取出，用清水冲洗，并刷去残留的腐蚀产物，洗净后晾干，测量试片的厚度变化，确定铸件的去除量；

（4）如去除量不足再重复以上步骤（2）-（3），直至达到所需的去除量。

本发明提供的单晶高温合金精铸件的化铣方法，所述腐蚀液的配比为：硝酸：200-400ml、氢氟酸：150-350ml、蒸馏水：350-700ml。腐蚀温度为20-60℃；腐蚀时间为90-200min。

本发明提供的单晶高温合金精铸件的化铣方法应用于含Re的镍基单晶高温合金。

本发明具有如下优点：

1、本发明具有操作简单、易控制的特点。

2、本发明可以去除单晶高温合金表层的残余应力层，减少变形所致的再结晶缺陷，增加单晶高温合金精铸件的成品率。

3、本发明同时可以显示单晶合金的晶粒组织。

具体实施方式

以下实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。

实施例1

称量500ml蒸馏水、220ml氢氟酸、240ml硝酸，配制腐蚀液，混合均匀。

将一组铸态的DD5精铸叶片和同工艺制备的单晶试片同时放入腐蚀槽内，再将腐蚀液倒入腐蚀槽中，保证腐蚀液浸没铸件，腐蚀槽外进行水浴加热，并测量腐蚀液温度在20-60℃之间。化铣时间约100min。再用清水冲洗后去除表面残渣。用千分尺测量试片的厚度共减少0.1mm，在该条件下，精铸件表面约去除了0.05mm厚。

实施例2

称量600ml蒸馏水、300ml氢氟酸、200ml硝酸，配制腐蚀液，混合均匀。

将一组热处理的DD5精铸件放入腐蚀槽内，再将腐蚀液倒入腐蚀槽中，使腐蚀液浸没铸件，腐蚀槽下用可控温电炉进行加热，保持腐蚀液温度在20-60℃之间。化铣时间约150min。再用清水冲洗去除腐蚀产物。目视观察铸件表面腐蚀均匀。测量试片的厚度减少了0.12mm，即铸件的表面约去除了0.06mm。

实施例3：

将表面经喷砂处理的一组DD32单晶高温合金试片按实施例1进行化铣处理，再进行固溶处理，同时将没有化铣的试片也进行固溶处理作对比。截面的组织观察表明，未化铣的试片表面存在一层厚度约30μm的再结晶层，而经化铣的试片则未观察到再结晶层。